Kinematics sa usa ka materyal nga punto: nag-unang mga konsepto, mga elemento

Ang hilisgutan sa artikulo sa atong karon ang kinematics sa materyal nga punto. Unsa kini sa tanan nga bahin sa? Unsa nga mga konsepto makita diha niini, ug unsa ang kahulugan kinahanglan nga gihatag ngadto sa niini nga termino? Kini ug ang daghan pang ubang mga pangutana karon ug kita mosulay sa pagtubag.

Gipatin-aw sa konsepto

Kinematics materyal nga punto mao ang walay lain kay sa physics subseksiyon nga nag-ulohang "mga Makina". Siya, sa baylo, nagtuon sa mga balaod sa motion sa nagkalain-laing mga lawas. Kinematics sa usa ka materyal nga punto usab nga nalambigit sa niini nga buluhaton, apan kini dili sa kinatibuk-termino. Sa pagkatinuod, kini nga sub-section nagasusi sa mga pamaagi nga paghulagway sa motion sa lawas. Sa niini nga pagtuon mao ang angay alang lamang sa gitawag nga gimithing lawas. Kini naglakip sa: ang usa ka materyal nga punto, usa ka rigid nga lawas ug usa ka sulundon nga gas. Tagda ang mga konsepto sa detalye. Kitang tanan nasayud gikan sa eskwelahan nga sa usa ka materyal nga punto mao ang gitawag nga lawas, ang gidak-on sa nga sa bisan unsang kahimtang nga napasagdan. Pinaagi sa dalan, ang mga kinematics sa paghubad motion sa usa ka materyal nga punto nagsugod sa pagpakita sa alang sa unang higayon sa ikapito grade libro sa pisika. Kini mao ang yano nga sanga, mao nga sa pagsugod sa mga kaila sa siyensiya, uban sa tabang sa iyang mga kini mao ang labing sayon. Ang usa ka linain nga isyu mao, unsa ang mga elemento sa kinematics sa materyal nga punto. Sila mao ang mga na sa usa ka daghan, ug sila mahimo nga kondisyon gibahin ngadto sa pipila ka ang-ang uban sa lain-laing mga kalisud sa pagsabut. Kon makig-istorya kita, alang sa panig-ingnan, sa radius vector, unya, diha sa baruganan, diha sa kahulugan sa iyang walay prohibitively komplikado. Apan, mouyon nga kini mao ang mas sayon nga makasabut nga kini mao ang sa estudyante kay sa average nga estudyante o high school. Ug sa prangka nga pagsulti, walay panginahanglan sa pagpatin-aw sa mga bahin sa termino nga estudyante sa high school.

Usa ka mubo nga kasaysayan sa kinematics

Daghan, daghang mga tuig na ang milabay, ang dakung Aristotle nga hinalad bahin sa leon sa iyang libre nga panahon sa pagtuon ug naghulagway sa pisika ingon sa usa ka lahi nga siyensiya. Sa partikular siya nagtrabaho sa ibabaw sa mga kinematics, naningkamot sa pagpresentar niini ngadto sa nag-unang mga punto ug mga konsepto, usa ka paagi o sa lain nga gigamit sa pagsulay sa pagsulbad sa praktikal nga ug bisan sa kalibutanon nga tahas. Aristotle mihatag sa inisyal nga ideya sa kon unsa ang mga elemento sa kinematics sa materyal nga punto. Iyang buhat ug mga sinulat mao ang bililhon kaayo alang sa tanan nga katawhan. Bisan pa niana, sa iyang konklusyon, gihimo kini nga usa ka dakong gidaghanon sa mga kasaypanan, ug ang maong butang mao nga dihay mga kasaypanan ug mga sayop. Buhat sa Aristotle diha sa iyang panahon nahimong interesado sa ubang mga siyentipiko - Galileo Galilei. Usa sa mga sukaranan nga theses gibutang sa unahan sa Aristotle, mabasa nga ang lawas kalihukan mahitabo lamang sa kaso kon kini milihok sa ibabaw sa pipila ka mga puwersa, determinado sa intensity ug direksyon. Galileo nagpamatuod nga kini mao ang usa ka sayop. Force makaapektar sa speed kahimtang, apan dili na. Ang Italyano nagpakita nga ang pwersa sa mao ang hinungdan sa pagpatulin, ug kini mahimong lamang mutually uban niini. Galileo Galiley usab mibayad dakong pagtagad ngadto sa pagtuon sa mga proseso sa libre nga pagkapukan, nga nagdala sa mga may kalabutan nga mga balaod. Lagmit sa tanan nahinumdom sa iyang nabantog nga eksperimento, nga iyang gigugol sa Torre sa Pisa. Sa iyang mga buhat, ang mga sukaranan kinematic solusyon gigamit ug physicist ampere.

inisyal nga mga konsepto

Sumala sa gihisgotan sa sayo pa, ang mga kinematics sa pagsuhid nga mga paagi sa paghulagway sa motion sa gimithing mga butang. Sa praktis, ang mga patukoranan mahimong apply sa matematika pagtuki, ordinaryo nga algebra ug geometriya. Apan unsa ang mga konsepto (niini nga konsepto, ug walay kahulugan ug parametric mga prinsipyo) anaa sa kasingkasing sa niini nga seksiyon sa pisika? Una, ang tanan kinahanglan nga tin-aw nga makasabut nga ang mga kinematics sa paghubad motion sa mga materyal nga punto motion naghunahuna sa labot sa gahum performance. Nga mao, aron sa pagsulbad sa mga may kalabutan nga mga problema, kita dili kinahanglan ang mga pormula konektado uban sa gahum. Kini dili giisip kinematics, bisan sa unsa nga paagi daghan kanila adunay - usa, duha, tulo, bisan sa gatusan ka libo. Bisan pa niana, ang paglungtad sa acceleration pa naghatag og. Sa usa ka gidaghanon sa mga materyal nga punto kalihukan kinematics problema gipatuman ang pagtino sa acceleration bili. Apan, ang mga hinungdan sa niini nga panghitabo (ie, mga pwersa ug ang ilang kinaiyahan) wala giisip, ug ilakip.

nga klasipikasyon

among nakaplagan nga ang mga kinematics Isaysay ug magamit nga mga pamaagi aron sa paghulagway sa motion sa mga lawas nga walay bahin sa mga pwersa sa paglihok sa ibabaw nila. Incidentally, kini nga buluhaton nga sa pagbuhat alang sa uban nga mga sub-mekaniko, nga mao ang gitawag nga sitwasyon. Na didto gigamit ni Newton mga balaod, nga motugot sa praktis sa nagpaila igo lantugi uban sa usa ka gamay nga gidaghanon sa mga nailhan pasiunang data. Basic konsepto sa kinematics sa materyal nga punto - kini mao ang luna ug panahon. Ug labot sa kalamboan sa siyensiya sa kinatibuk-ug sa uma, may usa ka pangutana mahitungod sa haom sa maong usa ka kombinasyon.

Gikan sa sinugdanan, didto ang klasikal nga kinematics. Kita moingon nga kini mao ang lahi nga dili lamang sa atubangan sa temporal ug spatial paw, apan sila independente sa pagpili sa usa ka partikular nga bayanan sa pakisayran. Pinaagi sa dalan, atong makig-istorya mahitungod sa ulahi. Karon, lang ipatin-aw kon unsa kini mao ang bahin sa. Spatial sal sa niini nga kaso nga giisip nga sama sa sa usa ka bahin, sa panahon - sal. Kini daw nga ang tanan kinahanglan nga tin-aw. Karon, kini nga mga mga kal nga giisip sa klasikal nga kinematics bug-os nga makanunayon, sa lain nga mga pulong, nga independente sa mga transisyon gikan sa usa ka frame ngadto sa lain. Bisan sa negosyo relativistic kinematics. Kini lat sa diha nga pagbalhin sa taliwala sa paghisgot bayanan aron vary. Kini mao ang maalamon nga bisan ingon nga dili sila makahimo, ug kinahanglan, tingali. Tungod niini nga simultaneity sa duha ka random mga panghitabo usab mahimong paryente ug mao ang subject sa espesyal nga konsiderasyon. Kini mao ang Busa sa relativistic kinematics sa duha ka konsepto - luna ug panahon - gihiusa ngadto sa usa ka.

Kinematics materyal nga punto: speed, acceleration, ug ang ubang prinsipyo

Sa labing menos usa ka gamay nga sa pagsabut sa mga pisika sa seksiyon niini, kamo kinahanglan gayud nga paglawig sa labing importante nga mga konsepto, nasayud kahulugan ug nagrepresentar sa kon unsa ang naglangkob sa kinatibuk-termino, ang usa o ang uban nga mga bili. Walay komplikado mahitungod niini sa pagkatinuod, kini kaayo sayon ug yano. Tagda, tingali, sa pagsugod sa mga nag-unang mga konsepto nga gigamit sa mga problema kinematics.

motion

Mechanical kalihukan, kita maghunahuna sa usa ka proseso diin ang usa o sa lain gipakaaydol butang-usab sa posisyon niini diha sa luna. Sa kini nga kaso, kita moingon nga ang kausaban mao ang sa relasyon sa ubang mga lawas. Kini mao ang gikinahanglan sa pagkuha sa ngadto sa asoy sa kamatuoran nga sa samang higayon nga makakuha dapit ug sa pagtukod sa usa ka piho nga sal panahon tali sa duha ka mga hitabo. Pananglitan, kini mahimong posible nga sa paggahin sa usa ka sal-ang nag-umol sa panahon milabay sa taliwala sa mga lawas nga miabut gikan sa usa ka posisyon sa usa. Timan-i usab nga ang lawas ug sa ingon mahimong makig-uban sa usag usa, sumala sa kinatibuk-ang mga balaod sa mechanics. Kini mao gayud ang kanunay nga naglihok kinematics sa materyal nga punto. Ang paghisgot nga sistema - ang mosunod nga konsepto, nga nalambigit gayod sa niini.

coordinates

Sila mahimong gitawag ordinaryo nga data nga motugot kanato sa pagtino sa posisyon sa lawas sa bisan unsa nga punto sa panahon. Coordinates nga dili mabulag nga nagkadugtong sa konsepto sa usa ka pakisayran nga sistema ug sa usa ka coordinate grid. Sa kadaghanan sa mga kaso mao ang usa ka kombinasyon sa mga sulat ug mga numero.

radyos vector

Gikan sa ngalan nga kini kinahanglan nga tin-aw nga kini mao ang. Bisan pa niana, himoa nga ang istorya sa dugang mahitungod niini. Kon ang usa ka punto nagalihok sa daplin sa usa ka dalan, ug kita nasayud nga ang sinugdanan sa usa ka partikular nga bayanan sa reperensiya, kini mao ang posible nga sa paghupot sa posisyon vector sa bisan unsa nga panahon. Siya nga moapil sa mga inisyal nga posisyon sa punto uban sa dayon o sa may kinutuban.

dalan

Kini nga gitawag nga usa ka padayon nga linya nga gibutang ingon nga sa usa ka resulta sa motion sa usa ka tipik sa usa ka frame sa pakisayran.

Speed (ang duha linear ug eskinado)

Kini nga bili, nga makasulti sa unsa nga paagi sa pagpuasa ang lawas moadto pinaagi sa usa ka yugto sa gilay-on.

Acceleration (ug eskinado ug linear)

Kini nagpakita sa ilalum sa unsa nga balaod ug sa unsa nga paagi intensively usab sa speed kahimtang sa lawas.

Tingali, dinhi sila - ang nag-unang elemento sa kinematics sa materyal nga punto. Kini kinahanglan nga nakita nga ang mga tulin, kabad ug acceleration mao ang vector natapok. Kini nagpasabot nga sila dili lang sa usa ka demonstrasyon epekto, apan usab sa usa ka direksyon. Pinaagi sa dalan, sila mahimong gitumong sa usa ka direksyon ug sa atbang. Sa unang kaso, ang lawas nga paspas sa ikaduha nga - sa pamalandong.

Ang simplest mga buluhaton

Kinematics sa usa ka materyal nga punto (speed, acceleration ug gilay-on nga mao ang hapit sa sukaranang mga konsepto) adunay dili bisan sa kamatuoran nga ang usa ka dako nga gidaghanon sa mga problema, ug sa usa ka daghan sa mga kanila sa lain-laing mga kategoriya. ni mosulay sa pagsulbad sa usa ka yano nga igo nga buluhaton sa pagtino sa gilay-on mipanaw sa lawas Himoa.

Ibutang ta nga ang mga kahimtang nga kita sa kamot, ingon sa mosunod. Ang sakyanan drayber nagbarug sa linya sa pagsugod. operator sa naghatag og usa ka visual signal bandila ug sa sakyanan makakuha sa mahinuklugong. Pagtino kon kini mao ang usa ka bag-ong rekord sa mga riders competition makahimo, kon ang gilay-on nga sama sa usa ka gatus ka metros, kaniadto ang lider sa 7.8 segundos. Acceleration sa sakyanan gikuha nga sama sa 3 metros, gibahin sa square ikaduha.

Busa, kon sa unsang paagi sa pagsulbad sa usa ka susama nga problema? Kini mao ang na makapaikag, ingon nga kita gikinahanglan nga dili "pamalahon" ang kahulugan sa pipila ka lantugi. Siya nadasig ug turns sa usa ka pipila ka mga sitwasyon nga diversifies ang mga solusyon proseso ug indeks search. Apan unsa ang kinahanglan nga atong magiyahan sa atubangan, sa unsa nga paagi sa pagduol sa buluhaton?

1. Kinematics sa usa ka materyal nga punto naglakip sa paggamit sa kaso sa acceleration.

2. Kini gituohan nga desisyon sa paggamit sa mga gilay-on pormula, tungod kay kini makita sa numero kahimtang sa bili.

pagsulbad kita sa problema sa tanan nga sayon. Aron sa pagkuha niini nga gilay-on pormula: S = VOT + (-) SA ^ 2/2. Unsa ang kahulogan? Kita kinahanglan nga mahibalo kon sa unsang paagi sa daghan nga panahon moagi racer gitudlo gilay-on, ug unya itandi sa index uban sa usa ka talaan sa pagpangita sa siya gibunalan siya o dili. Sa pagbuhat niini, kita paggahin ug panahon alang kaniya sa pagkuha sa mga pormula: SA ^ 2 + 2VoT - 2S. Kini mao ang walay lain kay sa quadratic equation. Apan ang sakyanan makakuha sa, kini nagpasabot nga ang mga inisyal nga tulin, kabad mao nga sama sa 0. diha nga ang discriminant talaid desisyon mahimong katumbas sa 2400 kinahanglan nga gikuha alang sa gamut sa mga panahon sa search. Sa paghimo sa ikaduha nga decimal dapit: 48,98. Atong makita sa gamut sa mga talaid: 48.98 / 6 = 8.16 segundos. Kini turns nga ang drayber dili makahimo sa pagpamospos sa mga kasamtangan nga nga rekord.